低功耗設(shè)計(jì)探討

ID:70481 · 發(fā)表于 2014-12-17 01:10

不知各位兄弟有沒(méi)有做過(guò)低功耗的產(chǎn)品，本人將在做低功耗的產(chǎn)品中的一些心得與體會(huì)發(fā)上來(lái)和大家探討與學(xué)習(xí)，希望能夠起到拋磚引玉的效果。

公司是做車載GPS終端的，某款終端客戶要求在低功耗狀態(tài)下采用電池工作30天，由于車載GPS終端一般采用GPS模塊采集經(jīng)緯度信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)中心的方式來(lái)工作，所以兩個(gè)模塊都是耗電大戶，GSM模塊在GPRS聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下峰值電流可達(dá)2A，其工作電流最大可達(dá)220ma，GPS模塊一般在60-70ma左右，所以低功耗狀態(tài)下必須切斷這兩個(gè)模塊的電源，由于終端體積較小無(wú)法采用體積更大蓄電池來(lái)供電，最大只能選用3.7V 2400ma的鋰電池來(lái)供電，這樣就決定了終端必須在休眠時(shí)進(jìn)入超低功耗狀態(tài)下，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)電路，將GSM模塊與GPS模塊的電源分別通過(guò)使用可控LDO用CPU來(lái)控制切斷電源，樣機(jī)制作完畢，調(diào)試發(fā)現(xiàn)電流比預(yù)先設(shè)計(jì)的大2ma左右，無(wú)法達(dá)到要求，理論上在終端進(jìn)入低功耗狀態(tài)下其耗電應(yīng)該在1ma以下，但是目前看來(lái)多出來(lái)了2ma左右，真是百思不得其解，進(jìn)一步分析電路發(fā)現(xiàn)，GSM模塊與GPS模塊即使在關(guān)斷其電源的情況下居然也有近1ma左右的電流消耗，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在就剩仔細(xì)排查了，終于發(fā)現(xiàn)了為什么會(huì)有1ma的電流消耗，如上圖所示，終端在休眠時(shí)CPU依次將GPS模塊GSM模塊電源切斷，此時(shí)兩個(gè)模塊均處于掉電狀態(tài)，但是此時(shí)CPU的串口引腳還接在模塊的串口引腳上，由于模塊或者IC在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到防止引腳上出現(xiàn)高于電源電壓的電平出現(xiàn)，于是在總線上做了如圖2的一種保護(hù)，當(dāng)模塊處于掉電的狀態(tài)時(shí)，其總線由于有二極管進(jìn)行保護(hù)則其電壓被箝位0.3-0.7V左右，所以當(dāng)CPU的TX引腳輸出為高電平（3.3V）時(shí)則電壓一部分電壓直接經(jīng)過(guò)到電源的二極管達(dá)到了VCC引腳，進(jìn)而經(jīng)過(guò)了整個(gè)模塊形成的負(fù)載，構(gòu)成回路，雖然不足以讓模塊正常工作，但其損耗的電源對(duì)于一款低功耗的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)還是很可觀的，所以，要求軟件工程師在CPU進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，先將接到兩個(gè)模塊的串口的I/O口設(shè)置為高阻態(tài)，經(jīng)過(guò)測(cè)試，終端在低功耗狀態(tài)下已經(jīng)可以達(dá)到800ua，滿足之前的計(jì)算要求，可以達(dá)到客戶要求，至此樣機(jī)測(cè)試完成

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ID:70012 · 發(fā)表于 2014-12-17 10:34

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